Гранулирование в таблеточном производстве

 

Оборудование для совмещенных процессов

 

Аппарат типа СГ производства НПО «Фарммедоборудование» используется для грануляции порошков в кипящем слое, последующей сушки и опудривания. 
Данный процесс является периодическим. Корпус аппарата выполнен из трех цельносварных секций, последовательно смонтированных друг с другом. Принцип действия заключается в следующем: в продуктовый резервуар в соответствии с рецептурой загружается 30 кг таблеточной смеси, подлежащей грануляции. Тележка с исходными компонентами закатывается в аппарат и поднимается. Устанавливаются температура воздуха, необходимая для фануляции, задается время перемешивания, фануляции и сушки, а также цикличность и периодичность встряхивания рукавных фильтров. Включается вентилятор с помощью шибера, который регулирует расход псевдоожижающего воздуха, устанавливается необходимая степень псевдоожижения обрабатываемой массы. Через заданные промежутки времени закрывается заслонка перед вентилятором, включается привод, всфяхивающий рукавные фильтры, и через определенные промежутки времени автоматически включается форсунка и дозирующий насос, подающий фанулирующую жидкость, — происходит фануляция таблеточной смеси. Затем система распыления отключается и начинается сушка фанулята. По окончании всего цикла фануляции автоматически выключается вентилятор 8 и прекращается подача воздуха в калориферную установку. Продуктовый резервуар опускается и гранулят поступает на таблетирование. 
Во избежание уноса воздух поступает с небольшой скоростью. Это колесный аппарат, поэтому очень удобен для транспортировки.

 
Технические характеристики аппарата типа СГ:

• разовая загрузка: 30—100 кг; продолжительность грануляции и сушки: 25—120 мин;
• температура сушки: 20—80 °С;
• потребляемая мощность: 20 кВт.

 

Преимущества этого аппарата состоят в сокращении производственного цикла и производственных площадей, уменьшении количества применяемого оборудования и снижении трудоемкости процесса. 
Современные аппараты СГ-30 оснащены программным пультом управления, гранулирующая жидкость распыляется с помощью пневматических форсунок. 
Однако специфика каждого лекарственного препатара такова, что по отработанной технологии грануляции с использованием установки СГ другое вещество в данном режиме гранулироваться не будет. В такой ситуации требуется вновь отрабатывать режимы, определять количество, качество, скорость подачи гранулирующей жидкости и т.д.

 
Грануляторы псевдоожиженного слоя периодического действия фирмы Glatt. В таких аппаратах происходит совмещение процессов грануляции, агломерации, сушки и нанесения покрытия, с использованием верхнего и нижнего распыления гранулирующей жидкости. 
Для грануляции в периодическом режиме сухой исходный продукт загружается в приемный контейнер. Там он перемешивается в турбулентном потоке нагретого газа с поддержанием во взвешенном состоянии и агломерируется Гранулируется) путем распыления подходящего связующего вещества. Затем продукт высушивается до определенной остаточной влажности в процессе, характеризуемом высокими коэффициентами тепло- и массопередачи. 
Размер партий в различных аппаратах периодического действия с кипящим слоем составляет от 20 г до 1500 кг.

 
Инновацией в технологии псевдоожиженного слоя стала разработка компанией Glatt днища SpinFlow, которое придает псевдоожиженному слою дополнительное вращательное движение. Благодаря возникающим тангенциальным силам достигается более высокая плотность гранулята, хорошая текучесть, равномерный гранулометрический состав и уменьшение образования тонкодисперсной пыли. 
Конструкция этого днища является основой для оптимального производственного процесса грануляции на установке псевдоожиженного слоя и позволяет получать идеальные гранулы для последующих технологических операций.

 

Днище SpinFlow позволяет повысить эффективность именно на тех стадиях производства, где это необходимо, а именно:

• более интенсивное и эффективное смешивание продукта увеличивает скорость распыления, что ускоряет процесс грануляции;
• минимальное количество неоднородной фракции часто позволяет отказаться от процедуры просеивания на грануляторе с псевдоожиженным сдоем;
• более высокая плотность гранулята потенциально позволяет повысить пропускную способность таблеточного пресса.

 

Грануляторы псевдоожиженного слоя непрерывного действия фирмы Glatt. За счет разделения зоны приточного воздуха на несколько отделений технологический воздух может подаваться в процесс с различной скоростью потока и при разной температуре. Благодаря такой гибкости и разному расположению форсунок в различных зонах могут создаваться совершенно разные условия. Возможно проведение нижнего и верхнего распыления. Над первыми двумя отделениями приточного воздуха происходит агломерация порошка, над третьим агломерат высушивается, а над четвертым — охлаждается. Готовый продукт выгружается в конце технологической камеры — противоположном от входа продукта.

 

 

 

 

 

 

 

5. Экструдер

 

 

Экструдат получается в результате продавливания на специальных приборах — экструдерах. 
После экструзии (продавливания) происходит или резка, или сферизация микрогранул с последующей сушкой.

 
Для проведения процесса экструзии применяются шнековые (5-15 атм.) и радиально-продавливающие экструдеры. 
В шнековом экструдере шнек вращается в барабане и материал продавливается через отверстия в пластине в концевой части барабана. 
В радиально-продавливающем экструдере экструдат продавливается радиально и выходит через отверстия.

 
Преимущества представленных экструдеров следующие:

• обеспечение хорошего перемешивания;
• высокая производительность при непрерывном производстве;
• возможность использования выделяющегося тепла;
• легкая очищаемость и заменяемость внутренних деталей. Недостаток заключается в образовании застойных зон.

 

Роторно-цилиндрический экструдер состоит из двух цилиндров: первый — вращающийся с отверстиями — гранулирующий, второй — твердый пустой цилиндр, вращающийся навстречу первому. При продавливании за счет вращения двух цилиндров создается высокое давление, в результате чего получается продукт высокой плотности и определенной длины. Преимущества роторно-цилиндрического экструдера состоят в создании высокого давления при продавливании, создании высокой плотности, определенной длины продукта и в отсутствии застойных зон. 
Недостаток заключается в трудностях, возникающих при очистке оборудования.

 
Пресс-экструдер применяется при небольшой производительности. Своей конструкцией напоминает таблеточную машину. Экструдер фирмы Niro основан на уникальной технологии продавливания и срезания экструдата при небольшой скорости. Такой экструдер идеален для чувствительных продуктов, которые могут быть повреждены в других, более интенсивных системах. В экструдере имеется широкий выбор сит разных размеров, через которые проходит продукт для оптимизации диаметра пеллет, их поверхностных характеристик и распределения по размерам. Такой экструдер может функционировать в непрерывном и периодическом режиме, причем он не имеет застойных зон и значительных задержек продукта. Экструдер занимает малую площадь и легко очищается, что является немаловажным преимуществом.

 

Выбор экструдера может быть сделан с учетом следующих параметров:

 

Принципиальные требования к экструдеру:

• производительность;
• занимаемая площадь;
• энергопотребление.

 

Методы дальнейшей обработки или переработки. В качестве рекомендаций можно выделить следующее:

• если необходимо получить однородные гранулы, высушиваемые в псевдоожиженном слое, то лучше использовать радиально-продавливающий экструдер;
• если необходимо получить экструдат высокой плотности с дальнейшей сферизацией, целесообразнее применять роторно-цилиндрический и пресс-экструдер.

 

Требования GMP:

• чистота прибора (он не должен загрязнять вещество);
• герметичность прибора;
• легкость в использовании.

 

К обрабатываемому материалу предъявляются следующие требования:

• при экструзии влажная масса должна обладать пластичностью, текучестью, самосвязующими свойствами, плотностью (отсутствие пустот);
• при сферизации экструдат должен обладать механической жесткостью, пластичностью, отсутствием адгезии.
• Для предотвращения слипания гранул добавляют крахмал,тальк и микрокристаллическую целлюлозу. [4]

 

 

 

 

 

 

6. Заключение

Грануляция – это широко распространенный в фармацевтическом производстве процесс, который используется для улучшения свойств фармацевтических порошков. С одной стороны, уменьшаются пылеобразование и расслоение порошка, с другой стороны, улучшаются текучесть и прессуемость смеси вспомогательного и активного веществ. В идеале каждая гранула должна содержать все компоненты смеси в нужной пропорции, и скорость потока порошка должна быть оптимальной для процесса наполнения. Для таблетирования гранулы должны обладать оптимальными свойствами   прессуемости. Такие технологии, как влажная грануляция и сухая грануляция или агрегирование, используются для производства гранул. В процессе влажной грануляции наполнители (напр., лактоза, целлюлоза), связующие (напр., повидоны, крахмал) и растворители используются для связывания частиц порошка. Свойства вспомогательных веществ и условия процесса влажной грануляции являются определяющими параметрами физических свойств получаемых гранул. В процессе сухой грануляции или агрегирования не используются растворители, и первичные частицы порошка соединяются в результате сильного сжатия. Таким образом, сухая грануляция может использоваться для смесей, чувствительных к влаге или плохо сжимающихся после влажной грануляции. Общая тенденция развития техники гранулирования химических продуктов тесно связана с повышением эффективности производства и качества выпускаемой продукции. Известные способы гранулирования в основном обеспечивают получение готового продукта с заданными качественными показателями (гранулометрический состав, прочность гранул, слеживаемость, рассыпчатость, пылимость и т.п.). В случае ужесточения качественных показателей продукта приходится изыскивать приемы и методы совершенствования известных процессов гранулирования и разрабатывать новые более эффективные способы.

Развитие техники гранулирования обычно тесно связано с общим развитием технологии производства того или иного продукта. Выбор метода гранулирования зависит от конкретного производства. Так, методы гранулирования полимерных материалов оказываются непригодными для гранулирования минеральных удобрений и наоборот. Тем не менее, существуют общие принципы подхода к выбору наиболее целесообразных методов гранулирования в зависимости от агрегатного состояния и физических свойств исходных веществ.

Для гранулирования пластично-вязких порошковидных и пастообразных материалов более пригодны методы формирования и экструдирования, для пластично-невязких порошковидных веществ можно рекомендовать непрерывное или периодическое прессование, для гранулирования пульпенных или суспензионных растворов предпочтение следует отдавать методам распыливания этих растворов на поверхность частиц, составляющих вращающийся, взвешенный или псевдоожиженный слой, с одновременной сушкой продукта до требуемой влажности. Гранулирование безводных расплавов целесообразнее осуществлять разбрызгиванием и охлаждением их в грануляционных башнях (для расплавов с малым содержанием твердой взвеси) или распыливанием на поверхность частиц динамического слоя с одновременным охлаждением гранул.

На современном фармацевтическом рынке в России и за рубежом в настоящее время представлено большое количество применяемого для проведения этого процесса оборудования, которое постоянно совершенствуется и модернизируется, отвечая последним требованиям фармацевтической индустрии. 

 

 

7. Список литературы

 

1. http://фармоборуд.рф
2. http://www.lisyz.ru
3. И. Чуешов, Промышленная технология лекарств: учебник. - Харьков, НФАУ, 2002.715 с.
4. Краснюк И.Н. Фармацевтическая технология: Технология лекарственных форм.  М.: Издательский центр "Академия", 2004.
5. Е.Д. Новиков, О.А. Тютенков и др. Автоматы для изготовления
6. Л.А. Ивановой Технология лекарственных форм. М.: Медицина, 1991, - 544с.: ил.
7. О.И. Белова, В.В. Карчевская, Н.А. Кудаков и др. Технология лекарственных форм в 2-х томах. Учебник для вузов. Т.1.Основы техники гранулирования / П. В. Классен, И. Г. Гришаев 272 с. ил. 21 см. М. Химия 1982
8. http://pharmtechnology.ru
9. Колпашников А. И., Ефремов А. В., Гранулированные материалы, М., 1977;
10. Носовицкая С.А., Борзунов Е.Е., Сафиулин Р.М. Производство таблеток Изд.: М.: Медицина  1969 с. 136 с.